[工程科技]spwm逆变

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1、第六章无源逆变电路7/5/20211北京交通大学电气工程学院本章内容6.1无源逆变电路的基本原理6.2逆变器基本类型和性能指标6.3三相逆变器工作原理6.4PWM控制技术7/5/20212北京交通大学电气工程学院无源逆变电路的原理及分类无源逆变直流交流（向负载直接供电）无源逆变技术的应用交流调速系统：如铁道牵引、大型工矿机车、城市有轨交通（地铁和轻轨车）、重型电传动汽车和矿井提升设备等交流电源：如列车照明、感应加热电源、不停电电源（UPS）等7/5/20213北京交通大学电气工程学院逆变器的基本类

2、型按电网相数分类单相多相按调制方法分类SPWM阶梯波按导通的角度分类1801207/5/20214北京交通大学电气工程学院逆变器的基本类型（续）按储能元件的性质分类电压型逆变器电流型逆变器7/5/20215北京交通大学电气工程学院6.1无源逆变电路的基本原理6.1.1单相半桥逆变电路工作原理T1、T2轮流导通T1导通、T2截止：uan=UD/2T1截止、T2导通：uan=-UD/2波形分析7/5/20216北京交通大学电气工程学院由工作原理/波形分析得到的结论：①T1、T2轮流导通，使直流交流②

3、改变T1、T2的切换频率，便可改变输出交流电的频率——变频。③与输出电压同方向的电流流过开关管T，与输出电压反方向的电流流过二极D，因此在电压型逆变器中二极D是必须的，它提供了反向电流通路，故称为反馈二极管。同时D又起着使负载电流连续的作用，因此又称为续流二极管。④T1、T2不能同时导通，否则将出现直流电源短路——贯穿短路。因此电压型逆变器同一桥臂上、下管的控制必须遵循“先断后开”原则。7/5/20217北京交通大学电气工程学院6.1.1单相半桥逆变电路（续）基本关系输出电压表达式基波电压有效值电感

4、负载电流峰值R-L负载电流基波分量7/5/20218北京交通大学电气工程学院6.1.2单相全桥逆变电路电路结构工作原理与半桥逆变电路相同T1、T4导通、T2、T3截止：Uan=UDT1、T4截止、T2、T3导通：Uan=-UD波形分析7/5/20219北京交通大学电气工程学院6.1.2单相全桥逆变电路（续）基本关系输出电压表达式基波电压有效值电感负载电流峰值R-L负载电流7/5/202110北京交通大学电气工程学院6.3三相逆变器工作原理6.3.1三相电压型逆变器工作原理电路结构7/5/202111

5、北京交通大学电气工程学院不同的控制方法有不同的输出：180导通型120导通型PWM控制7/5/202112北京交通大学电气工程学院1800导电型—控制规律触发脉冲各管导通180依次相差60任何时刻有三个开关管同时导通导通顺序六个阶段7/5/202113北京交通大学电气工程学院180导通型各阶段的等值电路及电压值7/5/202114北京交通大学电气工程学院180导通型三相逆变器的输出波形相电压波形线电压波形7/5/202115北京交通大学电气工程学院180导通型三相逆变器的参数相电压表达

6、式线电压表达式7/5/202116北京交通大学电气工程学院感性负载情况负载电流滞后角小于60（a）A相电压波形（b）A相电流波形（c）T1的电流波形（d）D4的电流波形（e）直流输入电流7/5/202117北京交通大学电气工程学院感性负载情况（续）负载电流滞后角大于607/5/202118北京交通大学电气工程学院感性负载下逆变器中可能有三种电流：功率电流它通过两个或三个逆变管，将能量从直流电源送到负载。环路电流它在逆变器内部经过一个逆变管和一个反馈二极管，形成环流，但此环流不经过电源。反馈电

7、流它通过两个反馈二极管将负载的能量反馈到直流电源中去。7/5/202119北京交通大学电气工程学院120导通型三相逆变器的输出波形相电压波形线电压波形7/5/202120北京交通大学电气工程学院180导通方式和120导通方式的比较：120方式上下两管间有60的间隙，对换流有利，但是管子的利用率低，且若采用星形接法，则始终有一相断开，在换流时会引起较高的感应电势，而180方式无论在三角形还是星形接法时，正常工作都不会产生过电压，故180方式应用较为普遍。7/5/202121北京交通大学电

8、气工程学院逆变器有功功率的反馈电动机负载工作在发电机状态时，其发出的电能通过逆变器电路中的反馈二极管D1~D6回馈到直流侧，使直流侧电压UD升高为限制UD，必需将回馈的电能消耗掉或回馈到电网，具体方案有：通过制动单元消耗掉通过有源逆变桥回馈到电网（见再生方案1）通过脉冲整流器回馈到电网（见再生方案2）7/5/202122北京交通大学电气工程学院逆变器有功功率的反馈（续）再生方案1四象限运行功率因数低谐波电流大主电路复杂7/5/202123北京交通大学电气工程学院逆变器